1、 全新方法能“看清”微芯片设计
英国《自然》杂志3月14日发表的一篇纳米科学论文，展示了“详观”微芯片的全新方法——一种可生成高分辨率集成电路（计算机芯片）三维图像的技术，该成果将为医疗和航空领域的关键芯片生产带来革新。
现代纳米电子学发展至今已无法再以无损方式成像整个集成电路。历经50年，集成电路也已从上世纪60年代的每个芯片上仅几十个器件，发展到现在的每个芯片上可包含约10亿个器件。这些芯片的构造体积都很小，三维特征普遍复杂，这意味着一旦设计和制造流程之间缺少反馈，就会严重妨碍生产、出货和使用期间的质量控制。
此次，瑞士保罗谢尔研究所科学家米可·霍勒及其同事，使用叠层衍射X射线计算机断层扫描成像技术（PXCT），生成了一个事先已知其设计的探测器读出芯片的图像。研究团队表明，通过这种方式生成的三维图像与芯片的实际设计相符。
接下来，在对该技术进行验证后，研究团队将对一个商用处理器芯片进行成像操作。这一次团队在使用叠层衍射X射线计算机断层扫描成像技术之前，对该芯片的设计信息所知十分有限，但是由于新技术的分辨率高，他们仍然能够观测到最细微的电路结构。
论文作者表示，该技术将能对医疗保健及航空等领域关键应用的芯片提供极大帮助，包括优化芯片的生产流程、识别其故障机制并最后进行验证。
————中国科学院
2、 智能石墨烯人工喉
日前，任天令课题组在《自然通讯》上发表了题为《具有声音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究论文，利用多孔石墨烯材料的优势，制造出一种收发同体、适合穿戴的集成声学器件。
据介绍，这种集成声学器件，利用石墨烯的热声效应来发射声音，利用石墨烯的压阻效应来接收声音，实现了单器件的声音收发同体。器件使用的多孔石墨烯材料具有高热导率和低热容率的特点，能够通过热声效应发出100Hz-40kHz的宽频谱声音。其多孔结构对压力也极为敏感，能够感知发声时喉咙处的微弱振动，可以通过压阻效应接收声音信号。因此，这种器件能够准确感知聋哑人低吟、尖叫等特殊声音，并将这种“无含义声音”转换为频率、强度可控的声音，有望在将来转换为预先录制的语言。
参与该项创新成果的清华大学微纳电子系博士生陶璐琪告诉记者，“解码”之前，需要聋哑人根据自己的发声特点，将不同强度和不同频率的低吟、尖叫音进行排列组合，形成聋哑人的“语言编码”。“‘编码’后的每个聋哑人发音，就像键盘上的字母键，只需要用不同排列组合，就能表达出聋哑人连续的、完整的语义。这就把我们常人听不懂的聋哑人低吟音转化成为正常的语言，并且可以连续表达。”陶璐琪说。
智能石墨烯人工喉除了能够辨别不同音调，还能根据声音强弱、尖叫、咳嗽等声音震动“解码”出不同种类的聋哑人“语言”，同时能够实现音节和音调的排列组合，让聋哑人说出更丰富的句子。
————中国科学院
3、 能瞬间变成固体的液体物质
据英国每日邮报报道，目前，英国科学家最新研制一种粘性物质，只需摇动便能从液体转变为橡胶状固体，该物质潜在着广泛的应用领域。
据悉，这种摇动胶体是英国帝国理工学院化学工程师发现的，他们试图发现具有新属性的材料。将两种化合物混合在一起，一种化合物包含二氧化硅，一种化学物叫做聚氧化乙烯(polyethyeleneoxide)，结果发现这种具有奇特属性的胶体物质。
英国帝国理工学院工程实验室最新实验表明，一个小玻璃罐内部充满着这种稠密乳状液体物质。当研究人员用力摇动时，液体会转变成为一种粘性固体物质，之后揉捏可形成一种类似油灰的物质，如果放置一段时间，它将转变成为液体。
研究小组还未发现这种新型胶体的一种明确应用，但是他们认为它潜在具有许多用途。这种胶体被分类为“非牛顿流体物质，它的属性可以进行控制，仅是改变混合物质，便能短时间内改变它的物理状态。然而该胶体变得更加奇特，研究小组发现虽然胶体具备部分非牛顿流体属性，摇动之后就能改变它们，甚至停止摇动几个小时之后也会发生变化。
————腾讯科学网
4、 吃塑料的细菌
目前，日本研究人员发现一种细菌可以“吃塑料”，未来有望这种细菌能够清除地球塑料垃圾。
通过筛选能够分解坚硬塑料的细菌候选者，他们偶然发现Ideonella sakaiensis 201-F6，这种细菌使用PET作为能量源。PET对于生物降解具有较强的抗性，因为大量塑料瓶和包含塑料的纤维垃圾堆弃在海洋和城镇街道70年之久也难以分解。
研究小组发现一种奇特细菌，将它命名为Ideonella sakaiensis 201-F6，它能够在30摄氏度温度条件下经过6个星期完全降解PET薄膜。进一步调查研究发现一种叫做ISF6-4831的酶，它与水发生反应能够分解PET成为一种中间介质，之后通过第二种酶ISF6-0224进一步分解。最终这两种酶可以分解PET成为简单的分子结构。
值得注意的是，这些酶与其它细菌的已知酶相比具有独特的功能性，从而产生一个疑问——这些吃塑料垃圾的细菌是如何进化的。庆应义塾大学生物科学和信息学系Shosuke Yoshida说：“PET是全球广泛采用的塑料制品，PET在环境中形成的垃圾已成为一个全球问题。”目前，这项最新研究报告发表在《科学》杂志上。
————腾讯科学网
5、 科学家研发高灵敏光纤应变传感器
近日大连理工大学教授黄辉团队研发了一种温度系数可调的高灵敏度光纤应变传感器。与现有主流产品光纤光栅应变传感器相比，其灵敏度提高了100多倍，特别是可以补偿各种被测物的热膨胀，消除因环境温度变化导致的测量误差。该成果近日发表于《科学通报》。
传感器被认为是继集成电路芯片之后的又一重大产业。与电学传感器相比，光纤传感器适用于易燃易爆以及电磁干扰等苛刻环境中。
黄辉团队发明的光纤应变传感器，由应变膜、光纤准直器以及传动杆构成。其传动杆采用旋钮结构，由两种不同热膨胀系数的螺帽与螺丝构成，可以在大范围内精确调节传动杆的热膨胀系数，抵消各种被测物的热膨胀影响。
此外，研究通过采用光纤准直器来接收应变膜反射的光束，大幅提高了检测灵敏度。所研制的光纤传感器，检测范围达到1.1×103με，检测极限为5.7×10-3με, 最高工作频率为1.18KHz，温度系数调节范围-0.15～+0.19dB/°C。
————中国科学网
6、 “时间晶体”——物质新形态
“时间晶体”理论最先由诺贝尔奖获得者、麻省理工学院物理学家弗兰克·维尔切克和同事于2012年提出，当时他们发表论文阐述了相关理论，认为“时间晶体”是一种处于基态（能量最低状态）可做周期运动的理论系统，其破坏了时间平移对称性，因此旋转时的能量比静止时还要低，能在不消耗能量的前提下以固定模式运动。
去年夏天，著名物理期刊《物理评论快报》刊登一篇论文，美国加州大学伯克利分校研究人员描述了制造“时间晶体”和测量其特性的方法。论文主要作者、该校助理教授姚颖表示，其团队在两组实验中扮演着理论假设与实际操作之间的桥梁作用，成功帮助他们以不同方式制造出“时间晶体”。
马里兰大学张颉颃博士为首的科研团队将10个带电镱离子排成一条直线，再用一束激光轰击离子创造一个磁场，用另一束激光反转原子的自旋方向，一遍一遍地重复该过程，最终让原子进入在时间上重复的反转模式，从而制造出“时间晶体”。
而哈佛大学的科研团队以金刚石和其中100万个随机分布的氮—空位为实验平台，制备出一种离散型“时间晶体”。因实验样本大，这一方法暗示“时间晶体”在自然界中存在的可能性比想象的要高很多。
姚颖认为，“时间晶体”是一种全新的物质形态，与过去半个世纪里一直研究的金属和绝缘体等平衡态物质不同，其处于一种非平衡态，将为物理学研究打开一个全新世界，回答与物质本性有关的各种基本问题。
清华大学交叉信息院量子信息中心尹璋琦博士告诉科技日报记者，这次制造的“时间晶体”展现出来的运动周期与外加脉冲的周期不一样，比外加脉冲周期要长，是它的两倍、三倍或者更多倍。且在外加驱动下，系统很难演化到热平衡态。这意味着他们通过实验展现出“时间晶体”的核心概念——时间平移对称性的自发破缺。
尹博士表示，按照维尔切克的设想，有了“时间晶体”，人们就能开发出在三维空间和时间维度中结晶的时空晶体，未来对时空晶体进行编程，可设计出复杂的周期运动回路，代表不同比特和比特间的运算，然后将人脑意识上传到时空晶体中，保存人生中最美好最难忘的记忆。
现在，“时间晶体”已经制造成功，其实际运用或在不久后实现，将能帮助科学家开发出储存和处理数据的全新量子计算机，掀开量子计算的新篇章。
————中国科技网
7、 一种新型铁基非晶合金。
俄罗斯国家研究型工艺技术大学（NUST MISiS）"未来高效节能材料"科学实验室科学家正在研制一种新型铁基非晶合金。该非晶合金可将变压器和发动机的能耗降低66%，其性能远超过传统材料。
变压器的关键部件是它的铁芯（磁路）。变压过程中，能耗主要发生在铁芯内，因为部分电能流经铁芯时会转变为热能。全球每年这种形式的能耗占能耗总量的3.5%。
"未来高效节能材料"实验室的工作人员表示："当温度达到1300 °C时，合金会流向一个旋转的铜盘，并迅速冷却，形成非晶带材。其厚度仅是人类发丝直径的3/4。如果要用新型合金打造变压器芯体还需进行技术革新。制造带这种芯体的变压器的成本比制造传统变压器高30%左右，但使用这种变压器3-5年后，降低能耗所节省的资金就能抵补多花的费用。如果将全莫斯科的变压器全部更换，据初步估算，一年可节省约2000万美元。"
研制新型合金的工作仍在继续。若这种合金得到广泛应用，将会收到显著的经济生态效益。
————中国科技网
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